2018年北京市西城区高三物理二模试卷及答案

西城区高三二模测试-物理

2018.5

13．碳12的原子核是由6个质子和6个中子构成的，各质子之间存在着三种相互作用力，

万有引力、库仑力和核力。这三种相互作用力的大小由弱到强的顺序是 A．万有引力、库仑力、核力 B．万有引力、核力、库仑力 C．库仑力、万有引力、核力 D．核力、万有引力、库仑力

14．一束激光照在一个很小的圆盘上，在屏上观察到如图所示的图样，在影的中心有一个亮

斑，这就是著名的“泊松亮斑”。下列说法正确的是 A．圆盘中心有个小孔，这是光的衍射现象 B．圆盘中心是不透光的，这是光的衍射现象 C．圆盘中心有个小孔，这是光的干涉现象 D．圆盘中心是不透光的，这是光的干涉现象

15．下列说法正确的是

A．光波的传播需要介质 B．在真空中电磁波的传播速度小于光速 C．X射线、γ射线都是电磁波 D．发声体振动时在空气中产生的声波是横波

16．如图所示为交流发电机的示意图，从线圈通过如图所示的位置开始计时。如果发电机产

生的交变电流的频率为50Hz，电动势的最大值为400V，则发电机产生的电动势瞬时值表 达式为

A． e = 400sin50t（V） B． e = 400cos50t（V） C． e = 400sin100t（V） D． e = 400cos100t（V）

17．火星有两颗卫星，分别记作火卫一和火卫二，它们的轨道近似为圆形。已知火卫一的运

行周期为7小时39分，火卫二的运行周期为30小时18分。由此可以判断，这两颗卫星 A．火卫一距火星表面较近且线速度较小

B．火卫一距火星表面较近且向心加速度较大 C．火卫二距火星表面较近且线速度较大

D．火卫二距火星表面较近且角速度较小

18．一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重。一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖直

柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下。落到一定位置时，制动系统启动，座舱做减速运动，到地面时刚好停下。在上述过程中，关于座舱中的人所处的状态，下列判断正确的是

A．座舱在自由下落的过程中人处于超重状态 B．座舱在减速运动的过程中人处于超重状态 C．座舱在整个运动过程中人都处于失重状态 D．座舱在整个运动过程中人都处于超重状态

19．我们通常用阴极射线管来研究磁场、电场对运动电荷的作用，如图所示为阴极射线管的

示意图。玻璃管已抽成真空，当左右两个电极连接到高压电源时，阴极会发射电子，电子在电场的加速下，由阴极沿x轴方向飞向阳极，电子掠射过荧光屏，屏上亮线显示出电子束的径迹。要使电子束的径迹向z轴正方向偏转，在下列措施中可采用的是 A．加一电场，电场方向沿z轴正方向 B．加一电场，电场方向沿y轴负方向 C．加一磁场，磁场方向沿z轴正方向 D．加一磁场，磁场方向沿y轴负方向

20．电动汽车由于节能环保的重要优势，越来越被大家认可。电动汽车储能部件是由多个蓄

电池串联叠置组成的电池组，如图所示。某品牌电动小轿车蓄电池的数据如下表所示。下列说法正确的是 电池只数 100只 输入电压 交流220 充电参数 420V，20A 放电时平均电压/只 3.3V 电池容量/只 120Ah A．将电池组的两极直接接在交流电上进行充电 B．电池容量的单位Ah就是能量单位 C．该电池组充电时的功率为4.4kW D．该电池组充满电所储存的能量为1.4╳10J

8

21．（18分）

（1）在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，先配制好一定浓度的油酸酒精溶液，并得到

1滴油酸酒精溶液的体积为V。往浅盘里倒入约2cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上。用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，油酸立即在水面散开，形成一块薄膜，薄膜上没有痱子粉，可以清晰地看出它的轮廓，如图1所示。待薄膜形状稳定后量出它的面积为S。在这个实验中，下列说法正确的是 。

V就可以粗略地测量酒精分子的直径 SVB．根据d就可以精确地测量油酸分子的直径

SA．根据dC．选择油酸作为被测物质，是因为油酸的物理性

质有助于油酸在水面上形成单分子膜

（2）在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，选用的

小灯泡规格为“3.8 V，0.3 A”。

① 除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：

电流表：A1（量程3A，内阻约0.1Ω）、A2（量程0.6 A，内阻约0.3Ω）； 电压表：V（量程5 V，内阻约5kΩ）；

滑动变阻器：R1（阻值范围0～10Ω）、R2（阻值范围0～2kΩ）； 电源：E（电动势为4 V，内阻约为0.04Ω）。

为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表_______，滑动变阻器________。（填器材的符号）

② 为尽量精准的描绘小灯泡的伏安特性曲线，应选用的实验电路为图2中的

V V A A 图1

+ 甲 图2

+ 乙

I/A

0.30

0.20

0.10

S A 0

1.0 图3

2.0 3.0 4.0 U/V 图4

③ 某同学记录了多组数据，并且将这些数据的对应点标在了图3的坐标纸上，请根据这些点 在图3中画出I-U图线。

④ 从图线可知，当灯泡两端电压为2.6V时，小灯泡的功率等于 W（保留两位有效数字）。

⑤ 将实验所用小灯泡接入如图4所示的电路中，其中A是电流传感器。当开关S闭合前后，结合以上所作的I-U图线，分析判断通过小灯泡的电流随时间变化的图像，应该是图5所示四个图像中的 。

i/A i/A i/A i/A O t/s O t/s O t/s t/s O C D A B

图5

22．（16分）

如图所示，两平行金属板间距为d，两板间的电势差为U，板间电场可视为匀强电场。金属板上方有磁感应强度为B的匀强磁场。电荷量为+q的微观粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，从M点进入磁场做匀速圆周运动，最后从N点离开磁场。忽略重力的影响。 （1）求匀强电场场强的大小E；

（2）若测得M、N两点间距离为L， 求： a. 粒子从电场射出时的动量P； b. 粒子的质量m。

× × × × N × × × × × × × × d + +q × × × × × × B × × × × U + × M ×

23．（18分）

2012年11月，“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功，它的阻拦技术原理是，飞机着舰时利用阻拦索的作用力使它快速停止。随着电磁技术的日趋成熟，新一代航母已准备采用全新的电磁阻拦技术，它的阻拦技术原理是，飞机着舰时利用电磁作用力使它快速停止。为研究问题的方便，我们将其简化为如图所示的模型。在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中，两根平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计。轨道端点MP间接有阻值为R的电阻。一个长为L、质量为m、阻值为r的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好。质量为M的飞机以水平速度v0迅速钩住导体棒ab，钩住之后关闭动力系统并立即获得共同的速度。假如忽略摩擦等次要因素，飞机和金属棒系统仅在安培力作用下很快停下来。求：

（1）飞机钩住金属棒后它们获得的共同速度v的大小； （2）飞机在阻拦减速过程中获得的加速度a的最大值；

（3）从飞机钩住金属棒到它们停下来的整个过程中运动的距离x。

M R P b a

v0 B N

Q

24．（20分）

合成与分解是物理常用的一种研究问题的方法，如研究复杂的运动就可以将其分解成 两个简单的运动来研究。请应用所学物理知识与方法，思考并解决以下问题。

平行光

影子 x O 平行O′ 光影子 B y A 平行光 x O 图1

（1）如图1所示，将一小球以v0=20m/s的初速度从坐标轴原点O水平抛出，两束平行光分

别沿着与坐标轴平行的方向照射小球，在两个坐标轴上留下了小球的两个“影子”，影子的位移和速度描述了小球在x、y两个方向的运动。不计空气阻力的影响，g =10m/s2。 a．分析说明两个“影子”分别做什么运动；

b．经过时间t = 2s小球到达如图1所示的位置，求此时小球的速度v。

（2）如图2所示，把一个有孔的小球A装在轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球穿在

沿水平x轴的光滑杆上，能够在杆上自由滑动。把小球沿x轴拉开一段距离，小球将做振幅为R的振动，O为振动的平衡位置。另一小球B在竖直平面内以O′为圆心，在电动机的带动下，沿顺时针方向做半为径R的匀速圆周运动。O与O′在同一竖直线上。用竖直向下的平行光照射小球B，适当调整B的转速，可以观察到，小球B在x方向上的“影子”和小球A在任何瞬间都重合。已知弹簧劲度系数为k，小球A的质量为m，

弹簧的弹性势能表达式为kx2，其中k是弹簧的劲度系数，x是弹簧的形变量。 a．请结合以上实验证明：小球A振动的周期T2b．简谐运动的一种定义是：如果质点的位移x与时间t的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像（x-t图像）是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。请根据这个定义并结合以上实验证明：小球A在弹簧作用下的振动是简谐运动，并写出用已知量表示的位移x与时间t关系的表达式。

图2

12m。 k

西城区高三模拟测试-物理参及评分标准 2018.5

13．A 14．B 15．C 16．D 17．B 18．B 19．D 20．D 21．（18分） （1）C （4分）

（2）①A2，R1 ②乙 ③如右图所示

④0.68 ⑤ B

说明：①~④每空2分，作图2分，⑤ 4分

④0.67~0.69均给分

22.（16分）

（1）（4分）由匀强电场中电势差与场强的关系得

UE （4分）

d（2）a. （6分）粒子在磁场中运动时

mv2根据牛顿第二定律 qvB （3分）

R L=2R （1分）

qBL 解得 Pmv （2分）

2 b. （6分）粒子在电场中运动时

1根据动能定理 qUmv2 （4分）

2qB2L2 解得 m= （2分）

8U23．（18分） （1）（4分）以飞机和金属棒为研究对象

根据动量守恒定律 Mv0 =（M + m）v （2分）

解得它们共同的速度 vMv0 （2分） Mm（2）（6分）飞机钩住金属棒后它们以速度v开始在安培力的作用下做减速运动，

所以当它们速度为v时安培力最大，此时由安培力产生的加速度也最大 根据牛顿第二定律 BIL =（M + m）a （2分）

BLv （2分） RrB2L2Mv0联立以上两式解得 a （2分）

(Rr)(Mm)2根据全电路欧姆定律 I（3）（8分）以飞机和金属棒为研究对象，在很短的一段时间t内

根据动量定理 BiL·t =（M + m）v ①

在某时刻根据全电路欧姆定律 i由①②两式得 B

BLvi ② RrBLviLt(Mm)v ③ （3分） Rr

B2L2x(Mm)v （3分） 飞机经时间t停下来，对③式在时间t内求和

RrMv0(Rr)解得 x （2分）

B2L224．（20分）

（1）a. （2分）在x方向，因为小球不受力的作用，所以影子做匀速直线运动；

在y方向，因为小球仅受重力的作用，初速度为0，所以影子做初速度为 零的匀加速直线运动。

b. （5分）此时x方向的影子速度 vx = v0 = 20m/s 影子 x O y方向的影子速度 vy = gt = 20m/s

22小球的速度vvxvy （2分）

代入数据解得 v202m/s=28.（21m分）/s

影子 tgvyvx201， θ = 45° 20vx θ vy v

y 速度方向与x方向成45°角 （2分）

（2）a. （6分）以小球A为研究对象，设它经过平衡位置O时的速度为v，当它从O运动到

最大位移处，根据机械能守恒有mv2kR2，由此得vR1212k ①。 m由题中实验可知，小球B在x方向上的“影子”的速度时刻与小球A的相等，A经过O点的速度v与B经过最低点的速度相等，即小球B做匀速圆周运动的线速度也为v。小球A振动的周期与小球B做圆周运动的周期相等。 根据圆周运动周期公式，小球B的运动周期T联立①②两式得小球B的运动周期T2所以小球A的振动周期也为T22R ② vm （4分） kx B′ φ O′ B A x A′ m （2分） k b. （7分）设小球B做圆周运动的角速度为ω。

设小球A从O向右运动、小球B从

最高点向右运动开始计时，经过时间t， 小球B与O 的连线与竖直方向成φ角， 小球B在x方向上的位移 x = Rsinφ = Rsinωt

O x kt （4分） 根据2，联立以上各式得xRsinmT由题中实验可知B在x方向上的“影子”和A在任何瞬间都重合 即小球A的位移规律也为xRsinkt，其中R、k、m为常量 m所以，小球A的运动是简谐运动。 （3分）